JPS63109335A - 分光分析方法 - Google Patents
分光分析方法Info
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- JPS63109335A JPS63109335A JP25605086A JP25605086A JPS63109335A JP S63109335 A JPS63109335 A JP S63109335A JP 25605086 A JP25605086 A JP 25605086A JP 25605086 A JP25605086 A JP 25605086A JP S63109335 A JPS63109335 A JP S63109335A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
- G01J3/433—Modulation spectrometry; Derivative spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は測定出力の微分値を用いて定量を行うようにし
た分光光度計に関する。
た分光光度計に関する。
口、従来の技術
分光光度計によって定量を行う場合、試料の吸光度と濃
度とが比例関係にあることを利用している。濃度と吸光
度が比例関係にある場合、濃度は吸光度の一階の微分、
二階の微分等、微分の階数に関係な（、微分値にも比例
している。即ち単位濃度の試料の吸光度をｆ（λ）、濃
度Ｃにおける吸光度をＡ（λ）とすると、 Ａ（λ）＝Ｃｆ（λ） 定量を行う場合、吸光度の微分値を用いると、試料の濁
りのような波長に対してゆるやかな変化をするバックグ
ラウンドの影響を除くことができるので、吸光度そのも
のを用いるより有利である。
度とが比例関係にあることを利用している。濃度と吸光
度が比例関係にある場合、濃度は吸光度の一階の微分、
二階の微分等、微分の階数に関係な（、微分値にも比例
している。即ち単位濃度の試料の吸光度をｆ（λ）、濃
度Ｃにおける吸光度をＡ（λ）とすると、 Ａ（λ）＝Ｃｆ（λ） 定量を行う場合、吸光度の微分値を用いると、試料の濁
りのような波長に対してゆるやかな変化をするバックグ
ラウンドの影響を除くことができるので、吸光度そのも
のを用いるより有利である。
このため分光光度計から直接微分出力を得る光学的な方
法（近接させて二つの出射スリットを用い、両スリット
出射光の測光出力の差をとる等）とか測光出力の信号処
理により微分信号を得る（一つの吸光スペクトルデータ
を波長値を少しずらせて相互引算する）等の方法が用い
られている。マイクロプロセッサを内蔵した分光光度計
では、ディジタル信号処理が容易であるから信号処理に
よる方法が用いられる。
法（近接させて二つの出射スリットを用い、両スリット
出射光の測光出力の差をとる等）とか測光出力の信号処
理により微分信号を得る（一つの吸光スペクトルデータ
を波長値を少しずらせて相互引算する）等の方法が用い
られている。マイクロプロセッサを内蔵した分光光度計
では、ディジタル信号処理が容易であるから信号処理に
よる方法が用いられる。
所で従来の上述したマイクロプロセッサ内蔵分光光度計
で、ディジタル信号処理によって微分定量を行う場合、
濃度駅知の標準試料を用いて微分スペクトルを記録し、
そのデータがら特定波長における微分値を求めて検量線
を作成し、次に分析対象の試料の微分出力がら濃度を求
めると云う手順で行っていた。
で、ディジタル信号処理によって微分定量を行う場合、
濃度駅知の標準試料を用いて微分スペクトルを記録し、
そのデータがら特定波長における微分値を求めて検量線
を作成し、次に分析対象の試料の微分出力がら濃度を求
めると云う手順で行っていた。
ハ０発明が解決しようとする問題点
上述したディジタル信号処理方式による微分定量法は波
長走査を行って特定波長値における吸光度の微分値を求
めると云う操作を繰返すものであるから、非常に時間が
が＼す、日常業務的な定量分析に応用するには不適当で
ある。
長走査を行って特定波長値における吸光度の微分値を求
めると云う操作を繰返すものであるから、非常に時間が
が＼す、日常業務的な定量分析に応用するには不適当で
ある。
本発明は微分定量法を能率的に実施できるようにしよう
とするものである。
とするものである。
二０問題点解決のための手段
−つの波長における吸光度の微分値を用いる定量におい
て、適当に定めた波長区間内の複数の波長点（波長間隔
は通常数ｎｍ程度）において測定値を求め、それらの測
定値に上記波長点の数と微分階数とで定まる係数を掛け
て加算することにより、上記−つの波長位置における測
定値の微分値を算出するようにした。
て、適当に定めた波長区間内の複数の波長点（波長間隔
は通常数ｎｍ程度）において測定値を求め、それらの測
定値に上記波長点の数と微分階数とで定まる係数を掛け
て加算することにより、上記−つの波長位置における測
定値の微分値を算出するようにした。
ホ１作用
関数ｆ （ｕ）とδ関数との積のＵについての積分はδ
関数の幅の範囲でｆ （ｕ）の値が不変と見上式をｘｉ
−ｘ２で割算すれば（ｘｌ＋ｘ２）／２における関数ｆ
（ｘ）の１階微分が求まる。−般に任意の開数ｆ （
ｘ）について、一つのＸの値を中心とし、ｆ （ｘ）の
変化が十分に小さい微小なＸの範囲内で負の部分と正の
部分の面積の等しいＮ字形の関数Ｄ（ｘ）を考えると、
ｆ （ｘ）ので与えられる。こ＼でＮはＤ （ｘ）によ
って決まっている数、ΔＸはＤ （ｘ）の幅を表す数で
ある。
関数の幅の範囲でｆ （ｕ）の値が不変と見上式をｘｉ
−ｘ２で割算すれば（ｘｌ＋ｘ２）／２における関数ｆ
（ｘ）の１階微分が求まる。−般に任意の開数ｆ （
ｘ）について、一つのＸの値を中心とし、ｆ （ｘ）の
変化が十分に小さい微小なＸの範囲内で負の部分と正の
部分の面積の等しいＮ字形の関数Ｄ（ｘ）を考えると、
ｆ （ｘ）ので与えられる。こ＼でＮはＤ （ｘ）によ
って決まっている数、ΔＸはＤ （ｘ）の幅を表す数で
ある。
以上と同じ考え方でｆ （ｘ）について、一つのＸの値
を中心にし、ｆ （ｘ）の変化が比較的単調（多くとも
ビークが−っしが存在しない）であるようなＸのせまい
範囲でＷ字形をなし、両側の正の部分の面積の和と中央
の負の部分の面積が等しいような対称形の開数Ｃ（ｘ）
を考えると、ｆで求められる。上式でＮは関数Ｃ（ｘ）
によって決まっている数、ΔＸは関数Ｃの幅を表す数で
ある。上述した説明で（１）、（２）等の積分はコンボ
リューション積分、Ｄ（ｘ）等は１階、２階微分の抽出
関数と云われる。
を中心にし、ｆ （ｘ）の変化が比較的単調（多くとも
ビークが−っしが存在しない）であるようなＸのせまい
範囲でＷ字形をなし、両側の正の部分の面積の和と中央
の負の部分の面積が等しいような対称形の開数Ｃ（ｘ）
を考えると、ｆで求められる。上式でＮは関数Ｃ（ｘ）
によって決まっている数、ΔＸは関数Ｃの幅を表す数で
ある。上述した説明で（１）、（２）等の積分はコンボ
リューション積分、Ｄ（ｘ）等は１階、２階微分の抽出
関数と云われる。
以上の説明は関数の連続値を扱ったが、Ｘの飛びとびの
値とそれに対するｆ （ｘ）のサンプリング値を用い、
抽出量゛数も第２図に例示するような飛びとびのＸに対
して定義されたものを用いるとと書くことができる。こ
＼でΔＸは相隣るｘｉの間隔である。（３）式でＣ（ｘ
ｉ）はｘｉの値に対してｆ （ｘ）とは無関係に予め決
めてお（ことができる値であるから、ｆ（ｘｉ）を測定
値として、複数の測定値に夫々対応するＣ（ｘｉ）の値
を掛算してそれらを加算すると云う簡単な演算でＸの一
つの値に対するｆ （ｘ）の微分値を算出することがで
きる。抽出関数は適当に幅がせまいこと、求める微分の
階数に応じて１階ならＮ字形の奇関数、２階ならＷ字形
の偶関数でそれ自身の積分が０になるようなものであれ
ばよく、その関数に応じてコンボリューション積分の数
Ｎを適当に決めることによって簡単に１階、２階等任意
階数の微分値を求めることができる。
値とそれに対するｆ （ｘ）のサンプリング値を用い、
抽出量゛数も第２図に例示するような飛びとびのＸに対
して定義されたものを用いるとと書くことができる。こ
＼でΔＸは相隣るｘｉの間隔である。（３）式でＣ（ｘ
ｉ）はｘｉの値に対してｆ （ｘ）とは無関係に予め決
めてお（ことができる値であるから、ｆ（ｘｉ）を測定
値として、複数の測定値に夫々対応するＣ（ｘｉ）の値
を掛算してそれらを加算すると云う簡単な演算でＸの一
つの値に対するｆ （ｘ）の微分値を算出することがで
きる。抽出関数は適当に幅がせまいこと、求める微分の
階数に応じて１階ならＮ字形の奇関数、２階ならＷ字形
の偶関数でそれ自身の積分が０になるようなものであれ
ばよく、その関数に応じてコンボリューション積分の数
Ｎを適当に決めることによって簡単に１階、２階等任意
階数の微分値を求めることができる。
上述した所において関数値として測定値を用いれば上式
によって直ちに任意階数の微分値を得ることができ、測
定出力の関数の形を具体的に知る必要はない。このため
本発明では分光器で小範囲の複数の波長位置で測定を行
えばよく、広範囲の波長走査によって吸光スペクトルを
求める必要がないから、測定走査が短時間で完了でき、
演算形式も甚だ単純で計算量が少ないがら−っの測定全
体をきわめて短時間で終わることができる。
によって直ちに任意階数の微分値を得ることができ、測
定出力の関数の形を具体的に知る必要はない。このため
本発明では分光器で小範囲の複数の波長位置で測定を行
えばよく、広範囲の波長走査によって吸光スペクトルを
求める必要がないから、測定走査が短時間で完了でき、
演算形式も甚だ単純で計算量が少ないがら−っの測定全
体をきわめて短時間で終わることができる。
へ、実施例
この実施例では測定出力からその微分値を求める一つの
方法としてコンボリューション法を用い、一つの波長に
おける吸光度の２階微分値を求める。この場合、微分値
を求める波長をＡ３とし、その前後に２点ずつ、波長間
隔Δλだけ離れて、λ１．λ２．およびλ４．λ５の４
つの波長位置を決め、これらの波長位置における吸光度
の測定値をＡ１．Ａ２．Ａ３・・・きすると、第２図に
示すような２次微分抽出関数によるコンボリューション
の場合、波長λ３における吸光度の２階微・・・・・・
・・・（４） 上式でＮはコンボリューション積分の数である。
方法としてコンボリューション法を用い、一つの波長に
おける吸光度の２階微分値を求める。この場合、微分値
を求める波長をＡ３とし、その前後に２点ずつ、波長間
隔Δλだけ離れて、λ１．λ２．およびλ４．λ５の４
つの波長位置を決め、これらの波長位置における吸光度
の測定値をＡ１．Ａ２．Ａ３・・・きすると、第２図に
示すような２次微分抽出関数によるコンボリューション
の場合、波長λ３における吸光度の２階微・・・・・・
・・・（４） 上式でＮはコンボリューション積分の数である。
第１図は上述実施例における測定動作のフローチャート
である。マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）内蔵分光光度計
で、まずオペレータは測定する中心波長λおよび、サン
プリング間隔Δλをキーボードにより入力する（イ〉。
である。マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）内蔵分光光度計
で、まずオペレータは測定する中心波長λおよび、サン
プリング間隔Δλをキーボードにより入力する（イ〉。
吸光度、スペクトルの形を予想して中心波長およびサン
プリング間隔を決めるもので、サンプリング間隔は任意
であるが、数ｎｍ程度である。λおよびΔλが入力され
るとＣＰＵでは波長走査範囲の始点および終点を算定し
てメモリする（口）。オペレータが標準試料をセットし
て測定をスタートさせる（ハ）。ＣＰＵは分光器を駆動
して算定波長範囲を走査し、吸光度信号を所定波長位置
毎にサンプリングし、（４）式により波長λ（両式では
Ａ３になっている）における微分値を計算、結果をメモ
リする（二）。
プリング間隔を決めるもので、サンプリング間隔は任意
であるが、数ｎｍ程度である。λおよびΔλが入力され
るとＣＰＵでは波長走査範囲の始点および終点を算定し
てメモリする（口）。オペレータが標準試料をセットし
て測定をスタートさせる（ハ）。ＣＰＵは分光器を駆動
して算定波長範囲を走査し、吸光度信号を所定波長位置
毎にサンプリングし、（４）式により波長λ（両式では
Ａ３になっている）における微分値を計算、結果をメモ
リする（二）。
次に標準試料測定が終了か否か問い（ホ）、ＮＯであれ
ば動作は（ハ）に戻る。幾つかの標準試料について上述
した測定が終了したら動作は（へ）のステップに進んで
検量線を作成する。検量線の作成は（ハ）乃至（ホ）の
動作で求まった複数の演算データから最小２乗法で一本
のｔｉ線を決めるもので、その直線を表す係数がメモリ
される。その後オペレータは分析対象の試料をセットし
、再度スタートボタンを押す（ト）。そうするとＣＰＵ
は標準試料のときの（ハ）〜（ホ）と同じ動作（チ）（
ワ）（ヌ）を行い、全部の分析対象試料の測定が完了し
たら、全動作が終了する。
ば動作は（ハ）に戻る。幾つかの標準試料について上述
した測定が終了したら動作は（へ）のステップに進んで
検量線を作成する。検量線の作成は（ハ）乃至（ホ）の
動作で求まった複数の演算データから最小２乗法で一本
のｔｉ線を決めるもので、その直線を表す係数がメモリ
される。その後オペレータは分析対象の試料をセットし
、再度スタートボタンを押す（ト）。そうするとＣＰＵ
は標準試料のときの（ハ）〜（ホ）と同じ動作（チ）（
ワ）（ヌ）を行い、全部の分析対象試料の測定が完了し
たら、全動作が終了する。
上述実施例は、例えば第３図ａのような吸光度、スペク
トルにおいて、波長λの位置における２階微分値を算出
して試料濃度を求めるものである。
トルにおいて、波長λの位置における２階微分値を算出
して試料濃度を求めるものである。
図のような吸光度スペクトルの２階微分関数はｂのよう
な形になる。そこで中心波長としてλ′。
な形になる。そこで中心波長としてλ′。
λ″をとり、夫々の中心波長に関して上述実施例の動作
を行って、２階微分の正負のピーク値を求め、両方の差
（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ値）から濃度を求める
ようにすると、微分値が値として大きな値になるから演
算精度が向上できる。
を行って、２階微分の正負のピーク値を求め、両方の差
（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ値）から濃度を求める
ようにすると、微分値が値として大きな値になるから演
算精度が向上できる。
ト、効果
本発明によればせまい波長範囲の走査で少数のサンプリ
ング点の測定データを用いるだけであり、分光器の動作
量が少なく、データ処理の演算も単純で、計算量も少な
いので、一つの測定が短時間ですみ（例えば約０．５秒
）、微分値を用いて定量するので、濁った試料などの測
定も高精度で行うことができる。
ング点の測定データを用いるだけであり、分光器の動作
量が少なく、データ処理の演算も単純で、計算量も少な
いので、一つの測定が短時間ですみ（例えば約０．５秒
）、微分値を用いて定量するので、濁った試料などの測
定も高精度で行うことができる。
第１図は本発明実施例で用いられる２階微分抽出関数の
グラフ、第２図は同実施例における分光光度計の動作の
フローチャート、第３図は吸光度スペクトルと２階微分
関数の関係を示すグラフである。
グラフ、第２図は同実施例における分光光度計の動作の
フローチャート、第３図は吸光度スペクトルと２階微分
関数の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 任意に指定される一つの波長を中心に小波長範囲をとり
、その波長範囲内で複数の波長点で測定出力をサンプリ
ングし、このサンプリングデータに、所定の微分階数に
応じた抽出関数とサンプリングデータの数とで決まる係
数を掛けて加えることにより上記一つの波長における測
定出力の所定の階数の微分値を算出するデータ処理手段
を備えた分光光度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256050A JP2600149B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 分光分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256050A JP2600149B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 分光分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109335A true JPS63109335A (ja) | 1988-05-14 |
| JP2600149B2 JP2600149B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17287207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256050A Expired - Fee Related JP2600149B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 分光分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600149B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5280077A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Hitachi Ltd | Higher derived function spectrophotometer |
| JPS56160627A (en) * | 1980-03-05 | 1981-12-10 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Spectral photometer |
| JPS606831A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
| JPS608736A (ja) * | 1983-06-09 | 1985-01-17 | ウオルフガング・バ−ニコル | 気体等における酸素濃度を測定するための装置に用いる発光性層 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256050A patent/JP2600149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5280077A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Hitachi Ltd | Higher derived function spectrophotometer |
| JPS56160627A (en) * | 1980-03-05 | 1981-12-10 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Spectral photometer |
| JPS608736A (ja) * | 1983-06-09 | 1985-01-17 | ウオルフガング・バ−ニコル | 気体等における酸素濃度を測定するための装置に用いる発光性層 |
| JPS606831A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2600149B2 (ja) | 1997-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |